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一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置制造方法

文檔序號(hào):2297304閱讀:218來源:國(guó)知局
一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置,屬除冰工具領(lǐng)域和公路養(yǎng)護(hù)裝置領(lǐng)域。其特征在于控制開啟和停止裝置1連接調(diào)節(jié)裝置2、超聲波發(fā)生裝置3、換能裝置4相互連接,共同構(gòu)成成套單元12,溫度傳感器5通過聯(lián)結(jié)裝置11連接成套單元12,濕度傳感器6通過聯(lián)結(jié)裝置11連接成套單元12,結(jié)冰厚度傳感器7通過聯(lián)結(jié)裝置11連接成套單元12,蓄能電池8連接成套單元12,外接電源9連接電源適配器10,電源適配器10連接成套單位和蓄能電池8,控制開啟與停止裝置接收傳感器信號(hào)并通過調(diào)節(jié)裝置2、超聲波發(fā)生裝置3、換能裝置4間的協(xié)調(diào)控制使換能裝置4產(chǎn)生高頻機(jī)械振蕩,使路面液體發(fā)生空化作用,產(chǎn)生高效沖擊波使液體表面發(fā)生有限振幅的表面張力波,阻止路面結(jié)冰。
【專利說明】一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置,具體涉及超聲波防冰除冰技術(shù)的公路路面配件,屬于除冰工具領(lǐng)域和公路養(yǎng)護(hù)裝置領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]道路結(jié)冰已成為世界性難題,路面結(jié)冰對(duì)高速公路行駛安全帶來嚴(yán)重的影響,路面結(jié)冰不僅會(huì)造成交通通行能力的下降,而且還是交通安全的重要隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),冬季30%的交通事故與路面結(jié)冰有關(guān),造成了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,2008年I月,我國(guó)南方遭受罕見的低溫雨雪冰凍極端天氣,使得如湖南、貴州、安徽、江蘇、江西等南方數(shù)省的大部分高速公路、機(jī)場(chǎng)等道路封閉,所造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到數(shù)百億元。在寒冷地區(qū)結(jié)冰不僅會(huì)經(jīng)常造成高速公路全線封閉或機(jī)場(chǎng)關(guān)閉,給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活造成較大的影響,而且還是交通安全的重要隱患。目前國(guó)內(nèi)外解決路面結(jié)冰常采用的方式是撒工業(yè)鹽或其他融冰鹽;撒工業(yè)鹽或其他融冰鹽,主要是在路面出現(xiàn)結(jié)冰時(shí)撒布工業(yè)鹽或者其他融冰鹽,降低冰點(diǎn),防止路面結(jié)冰造成交通事故及人員經(jīng)濟(jì)損失;撒工業(yè)鹽或其他融冰鹽是最常用路面除冰方式,但是撒工業(yè)鹽或其他融冰鹽會(huì)嚴(yán)重的腐蝕路面材料及地下鋼筋、管道,同時(shí)又給交通基礎(chǔ)設(shè)施和周圍的土壤、植物的生長(zhǎng)帶來了嚴(yán)重的危害,增大修復(fù)費(fèi)用,經(jīng)濟(jì)損失巨大。目前尚在研究階段的除冰措施主要是對(duì)路面材料進(jìn)行各種方式的加熱使其升溫,防止路面結(jié)冰,但是加熱路面消耗的電能較大,并且在高速公路面層(13)維修洗刨時(shí),路面加熱材料就會(huì)被破壞,必須重新布置,造成較大的浪費(fèi),為了防止高速公路路面結(jié)冰造成的交通事故,保證交通安全,同時(shí)保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源,迫切需要研發(fā)一種節(jié)能高效且耐久性好的高速公路路面用防冰除冰裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足,提供一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置。
[0004]本實(shí)用新型通過下列結(jié)構(gòu)完成:一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置包括:控制開啟和停止裝置(1),調(diào)節(jié)裝置(2),超聲波發(fā)生裝置(3),換能裝置(4),溫度傳感器(5),濕度傳感器(6),結(jié)冰厚度傳感器(7),蓄能電池(8),外接電源(9),電源適配器
(10),聯(lián)結(jié)裝置(11)和成套單元(12)構(gòu)成,其中:控制開啟和停止裝置(I)連接調(diào)節(jié)裝置
(2)、超聲波發(fā)生裝置(3)、換能裝置(4)相互連接,共同構(gòu)成成套單元(12),溫度傳感器(5)通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12),濕度傳感器(6)通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元
(12),結(jié)冰厚度傳感器(7)通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12),蓄能電池(8)連接成套單元(12),外接電源(9)連接電源適配器(10),電源適配器(10)連接成套單位和蓄能電池
(8),控制開啟與停止裝置接收傳感器信號(hào)并通過調(diào)節(jié)裝置(2)、超聲波發(fā)生裝置(3)、換能裝置(4)間的協(xié)調(diào)控制使換能裝置(4)產(chǎn)生高頻機(jī)械振蕩,使路面液體發(fā)生空化作用,產(chǎn)生高效沖擊波使液體表面發(fā)生有限振幅的表面張力波,阻止路面結(jié)冰。
[0005]所述的成套單元(12)為若干個(gè)相互并聯(lián)連接,置于公路面層(13)內(nèi)部下方。
[0006]所述的成套單元(12)之間相互間隔距離L長(zhǎng)度為(η+1/4) λ,其中:η為整數(shù),λ為超聲波波長(zhǎng)。
[0007]所述的成套單元(12)安置于公路聯(lián)結(jié)層上方,公路面層(13)內(nèi)部。
[0008]所述的超聲波防除冰成套合成裝置(12)安裝在人工推車或者具有驅(qū)動(dòng)力的機(jī)械設(shè)備上,采用人工和機(jī)械的方面來去除路面結(jié)冰。
[0009]工作原理為:高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置包括:控制開啟和停止裝置(1),調(diào)節(jié)裝置(2),超聲波發(fā)生裝置(3),換能裝置(4),溫度傳感器(5),濕度傳感器
(6),結(jié)冰厚度傳感器(7),蓄能電池(8),外接電源(9),電源適配器(10),聯(lián)結(jié)裝置(11)和成套單元(12)(路面用超聲波防防冰除冰成套合成裝置)構(gòu)成,
[0010]其中:控制開啟與停止裝置連接調(diào)節(jié)裝置(2)、超聲波發(fā)生裝置(3)、換能裝置(4)相互連接,共同構(gòu)成成套單元(12),溫度傳感器(5)通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12),濕度傳感器(6 )通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12),結(jié)冰厚度傳感器(7 )通過聯(lián)結(jié)裝置
[11]連接成套單元(12),蓄能電池(8)連接成套單元(12),外接電源(9)連接電源適配器
[10],電源適配器(10)連接成套單位和蓄能電池(8),控制開啟與停止接收傳感器信號(hào)并通過調(diào)節(jié)裝置(2)、超聲波發(fā)生裝置(3)、換能裝置(4)間的協(xié)調(diào)控制使換能裝置(4)產(chǎn)生高頻機(jī)械振蕩,使路面液體發(fā)生空化作用,產(chǎn)生高效沖擊波使液體表面發(fā)生有限振幅的表面張力波,阻止路面結(jié)冰;
[0011]控制開啟和停止裝置(1),可以控制超聲波發(fā)生裝置(3)的開啟和停止。調(diào)節(jié)裝置(2),可以根據(jù)路面結(jié)冰的實(shí)際情況調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生裝置(3)的功率大??;超聲波發(fā)生裝置(3),可以發(fā)射適應(yīng)不同條件的不同頻率超聲波;換能裝置(4),可以在超聲波的激發(fā)下產(chǎn)生不斷反復(fù)的高頻機(jī)械振蕩,將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;溫度傳感器(5),可以監(jiān)測(cè)路面的溫度,并將信號(hào)反饋給控制開啟和停止裝置(I);濕度傳感器(6),可以監(jiān)測(cè)路面的濕度,并將信號(hào)反饋給控制開啟和停止裝置(I);結(jié)冰厚度傳感器(7),可以監(jiān)測(cè)路面結(jié)冰的厚度,并將信號(hào)傳遞給調(diào)節(jié)裝置(2);蓄能電池(8),可以在沒有外接電源(9)的條件下,向各裝置供電,由外接電源(9)給蓄能電池(8)充電;外接電源(9),可以為各裝置供電;電源適配器
(10),可以將外接入的交流電轉(zhuǎn)換為需要的直流電,供應(yīng)各裝置模塊的用電,同時(shí)給蓄能電池(8)充電;聯(lián)結(jié)裝置(11),可以使得各部分銜接起來,協(xié)同作業(yè);路面用超聲波防除冰成套單元(12),是整個(gè)超聲波防除冰裝置核心部件的合成,換能裝置(4)產(chǎn)生高頻機(jī)械振蕩,使得路面液體發(fā)生空化作用,產(chǎn)生高效沖擊波使液體表面發(fā)生有限振幅的表面張力波,有效地阻止路面結(jié)冰,波頭進(jìn)一步飛散導(dǎo)致液體霧化,一旦路面結(jié)冰,超聲波高頻機(jī)械振蕩會(huì)使得路面材料發(fā)生微小變形,在路面與冰層界面處瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的剪切力,加之空化效應(yīng)產(chǎn)生的沖擊力和熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱能,可以有效的粉碎路面結(jié)冰層(14)。
[0012]所述的成套單元(12)為若干個(gè)相互并聯(lián)連接,置于公路面層(13)內(nèi)部,所述的成套單元(12)之間相互間隔距離L為(η+1/4) λ,其中:η為整數(shù),λ為超聲波波長(zhǎng),目的是為了設(shè)備在工作時(shí),成套單元(12)之間產(chǎn)生的超聲波相遇時(shí)產(chǎn)生疊加增強(qiáng)效應(yīng),有利于加強(qiáng)路面防冰除冰的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2為實(shí)用新型的平面布局圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型的立面布局圖。
[0016]圖中:1 一為控制開啟和停止裝置,2—為調(diào)節(jié)裝置,3—為超聲波發(fā)生裝置,4一為換能裝置,5—為溫度傳感器,6—為濕度傳感器,7—為結(jié)冰厚度傳感器,8—為蓄能電池,9—為外接電源,10—為電源適配器,11—為聯(lián)結(jié)裝置,12—為成套單元,13—為公路面層,14一為結(jié)冰層,L一為成套單元(12)之間相互間隔距離。

【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1,如圖1-3所示,在高速公路路面預(yù)先埋置成套單元12,控制開啟和停止裝置I連接調(diào)節(jié)裝置2、超聲波發(fā)生裝置3、換能裝置4相互連接,共同構(gòu)成成套單元12,所述的成套單元12為若干個(gè)相互并聯(lián)連接,置于公路面層13內(nèi)部,成套單元12之間相互間隔距離L長(zhǎng)度為(η+1/4) λ,其中:n為整數(shù),λ為超聲波波長(zhǎng),所述的成套單元12安置于公路聯(lián)結(jié)層上方,成套單元12上方為公路面層13,成套單元12的下方的公路層依次為:聯(lián)接層、基層、底基層、墊層、土基;
[0018]接通外接電源9,電源適配器10將外接入的交流電轉(zhuǎn)換為需要的直流電,供應(yīng)各裝置模塊的用電,同時(shí)給蓄能電池8充電,在沒有外接電源的情況下可以開啟備用電源使用,各個(gè)部分通過聯(lián)結(jié)裝置11銜接起來,協(xié)同作業(yè)。在高速公路路面防冰除冰時(shí),通過溫度傳感器5和濕度傳感器6檢測(cè)路表面的溫度和濕度,當(dāng)路面溫度接近于冰點(diǎn)且路面濕度滿足結(jié)冰的條件,溫度、濕度傳感器反饋信號(hào)給控制開啟和停止裝置I開啟超聲波發(fā)生裝置3,結(jié)冰厚度傳感器7將監(jiān)測(cè)信號(hào)傳遞給調(diào)節(jié)裝置2,可以根據(jù)公路面層13上的結(jié)冰層14的實(shí)際情況,通過調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)超聲波的功率大小,在超聲波的激勵(lì)下,換能裝置4產(chǎn)生高頻機(jī)械振蕩,使得路面液體發(fā)生空化作用,產(chǎn)生高效沖擊波使液體表面發(fā)生有限振幅的表面張力波,有效地阻止路面結(jié)冰,波頭進(jìn)一步飛散導(dǎo)致液體霧化,一旦路面結(jié)冰,超聲波高頻機(jī)械振蕩會(huì)使得路面材料發(fā)生微小變形,在路面層13與結(jié)冰層14界面處瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的剪切力,加之空化效應(yīng)產(chǎn)生的沖擊力和熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱能,可以有效的粉碎路面結(jié)冰層14,尤其是對(duì)路面的薄冰效果更佳,從而達(dá)到防止和除去路面結(jié)冰的目的,保障高速公路行車安全。當(dāng)溫度和濕度傳感器監(jiān)測(cè)到外界達(dá)不到路面結(jié)冰條件時(shí),將監(jiān)控信號(hào)傳遞給控制開啟和停止裝置,停止超聲波發(fā)生裝置工作,關(guān)閉整個(gè)裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置,其特征在于:包括:控制開啟和停止裝置(1),調(diào)節(jié)裝置(2),超聲波發(fā)生裝置(3),換能裝置(4),溫度傳感器(5),濕度傳感器(6),結(jié)冰厚度傳感器(7),蓄能電池(8),外接電源(9),電源適配器(10),聯(lián)結(jié)裝置(11)和成套單元(12)構(gòu)成, 其中:控制開啟和停止裝置(I)連接調(diào)節(jié)裝置(2)、超聲波發(fā)生裝置(3)、換能裝置(4)相互連接,共同構(gòu)成成套單元(12),溫度傳感器(5)通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12),濕度傳感器(6 )通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12 ),結(jié)冰厚度傳感器(7 )通過聯(lián)結(jié)裝置(11)連接成套單元(12),蓄能電池(8)連接成套單元(12),外接電源(9)連接電源適配器(10),電源適配器(10)連接成套單位和蓄能電池(8),控制開啟與停止裝置接收傳感器信號(hào)并通過調(diào)節(jié)裝置(2)、超聲波發(fā)生裝置(3)、換能裝置(4)間的協(xié)調(diào)控制使換能裝置(4)產(chǎn)生高頻機(jī)械振蕩,使路面液體發(fā)生空化作用,產(chǎn)生高效沖擊波使液體表面發(fā)生有限振幅的表面張力波,阻止路面結(jié)冰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置,其特征在于所述的成套單元(12)為若干個(gè)相互并聯(lián)連接,置于公路面層(13)內(nèi)部下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置,其特征在于所述的成套單元(12)之間相互間隔距離L長(zhǎng)度為(η+1/4) λ,其中:η為整數(shù),λ為超聲波波長(zhǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置,其特征在于所述的成套單元(12)安置于公路聯(lián)結(jié)層上方,公路面層(13)內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高速公路路面用超聲波防冰除冰成套裝置,其特征在于超聲波防除冰成套合成裝置(12)安裝在人工推車或者具有驅(qū)動(dòng)力的機(jī)械設(shè)備上,采用人工和機(jī)械的方面來去除路面結(jié)冰。
【文檔編號(hào)】E01C11/24GK204080590SQ201420479876
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】劉永才, 鄭少鵬, 房銳, 李亞軍, 田雪梅, 程志豪, 周沛延, 張瑩瑩, 李東蓮, 黎曉 申請(qǐng)人:云南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院
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